Verfahren zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen an flachem Material, insbesondere Papier, und Apparat zur Ausübung des Verfahrens
Verschiedene Verfahren und Apparabe zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen, wie z. B. Klumpen, Batzen, Falten, Wellen usw. an flachem Material, insbesondere Papier, wurden bereits vorgeschlagen. Das Material wird über eine stützende Rolle geführt und wenigstens ein Abtastglied, welches die Materialoberfläche berührt, ist so eingerichtet, dass jedesmal, wenn das Abtastglied durch eine Oberflächenerhöhung bewegt wird, ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Das Abtastglied wird jedoch nicht nur von Oberflächenerhöhungen bewegt. Die stützende Rolle ist niemals perfekt, sondern läuft etwas exzentrisch, weshalb das Ab tastglied periodisch auf und ab bewegt wird. Die Dicke des Materials ist mehr oder weniger Schwankungen unterworfen.
Um diese Einflüsse zu eliminieren, sind die bekannten Schaltungen so eingerichtet, dass langsame oder lang dauernde Änderungen in der Lage des Abtastgliedes kein Signal erzeugen. Der Nachteil dieser Anordnungen ist, dass lange Falten nicht erkannt werden. Schlaffe Falten oder Wellen können das Abtastglied nicht bewegen und werden deshalb nicht erkannt.
Weiterhin ist das direkte Berühren des Materials durch das Abtastglied oft unerwünscht.
Der ; weck der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mittel zu finden, welche von den obigen Nachteilen frei sind, um an flachem Material, insbesondere Papier, Oberflächenerhöhungen zu erkennen. Dies bezieht sich auf jedes flache Material, wie ausser Papier z. B. Folien oder Bleche.
Das Verfahren zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen an flachem Material, insbesondere Papier, nach der Erfindung, bei welchem das zu prüfende flache Material über eine stützende Fläche geführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material an mindestens einem Abtastglied, das bewegbar in der Nähe der Oberfläche des Materials an einer Stelle montiert ist, an welcher das Material auf der stützenden Fläche aufliegt, und mindestens an einem Kontaktglied, das bewegbar so montiert ist, dass es die Oberfläche des Materials in der Nähe des Abtastgliedes berührt, vorbeigeführt wird, wobei durch diese Anordnung der Glieder bewirkt wird, -dass eine Änderung der Lage der stützenden Fläche oder eine Änderung der Dicke des Materials das Abtastglied und das Kontaktglied in gleichem Masse hebt, und durch elektrische Mittel ein Signal gegeben wird,
wenn eine Oberflächenerhöhung mit dem Abtastglied in Berührung kommt und somit das Abtastglied drängt, sich relativ zur Oberflächeldles Materials zu bewegen.
Es soll bemerkt werden, dass Drängen nicht bedeutet, dass eine Bewegung tatsächlich stattfindet. Eine Oberflächenerhöhung könnte zu schlaff sein, um das Abtastglied relativ zur Materialoberfläche bewegen zu können.
Der Erfindungsgegenstand wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigen die
Fig. 1 ein Beispiel des Abtastgliedes mit zwei Kontaktgliedern und einer Kapazität als Schalteiement,
Fig. 2 ein Bleispiel des Abtastgliedes mit einem -Kontaktglied und einer Kapazität als Schaltelement,
Fig. 3 ein weiteres Beispiel des Abtastgliedes mit einem Kontaktglied und einer Kapazität als Schaltelement,
Fig. 4 ein Beispiel des Abtastgliedes mit zwei Kontaktgliedern und einer Induktivität als Schaltelement,
Fig. 5 ein Beispiel mit überlappender Anordnung von Abtastgliedern,
Fig. 6 ein Beispiel von Abtastgliedern mit zwei Kapazitäten,
Fig. 7 ein Beispiel einer Brückenschaltung für die Anwendung vom Beispiel nach Fig. 6,
Fig. 8 ein Beispiel eines Abtastgliedes mit einem Hilfsglied zum Erkennen von Klebestreifen,
Fig.
9 ein Beispiel eines stationären Abtastgliedes mit Kontaktglied,
Fig. 1-0 ein Detail der Fig. 9,
Fig. 11 ein Detail der Fig. 9 mit rotierendem Ab Abtastglied,
Fig. 12 ein Schaltschema zur Verwendung mit einem isolierten Abtastglied,
Fig. 13 ein Beispiel eines islierten Abtastgliedes,
Fig. 14 ein Beispiel eines Schaltschemas,
Fig. 15 ein Beispiel eines Schaltschemas mit gegenseitiger Induktion,
Fig. 16 ein Beispiel eines Schaltschemas mit Selbstinduktion.
In Fig. 1 ist 1 ein Abtastglied, welches ein stationärer Stab oder Streifen oder eine rotierende Walze sein kann und das flache Material 8 oberhalb der stützenden Fläche 9, welche in diesem Beispiel eine Walze ist, berührt oder sich in einem geringen Abstand von der stützenden Fläche befindet, 2 ist eine Kondensatorplatte, welche am Teil 1 montiert ist, 3 ist ein Kon, taktglied, wobei unter Kontakt hier eine mechanische Berührung und das Einhalten derselben verstanden wird, in diesem Falle zweiteilig, die beiden Teile sind miteinander und mit Teil 4 verbunden, welcher letzte Teil ein Geberglied ist, in diesem Falle eine Kondensatorplatte. Teil 3 könnte stationär oder rotierend sein.
Die Teile 1 und 3 sind an gelagerten Armen montiert, welche nicht ersichtlich sind, die Lagerungspunkte vorzugsweise in einer geraden Linie liegend, welche parallel zu der Linie ist, in welcher die Teile 1 und 3 das flache Material berühren. Wenn die stützende Fläche eine Walze ist, welche exzentrisch rotiert oder wenn die Dicke des flachen Materials sich ändert, dann werden die Teile 1 und 3 gleichzeitig und in gleichem Masse gehoben und gesenkt und folglich ändert sich die Kapazität zwischen den Kondensatorplatten 2 und 4 nicht. Wenn ein Klumpen oder eine Falte oder andere örtliche Flächenerhöhung unter Teil 1 vorbeiläuft, dann wird nur Teil 1 gehoben, der Abstand zwischen Kondensatorplatten 2 und 4 wird vermindert und die Kapazität wird erhöht.
In Fig. 2 bezeichnen 1, 2, 3 und 4 die gleichen Teile wie in Fig. 1. Hier ist das Kontaktglied 3 einteilig.
In Fig. 3 bezeichnen 1, 2, 3 und 4 die gleichen Teile wie in den vorangehenden Figuren. Die Teile 1 und 3 sind im Grundriss, die Teile 2 und 4 sind im Aufriss gezeichnet. Der Pfeil zeigt die Richtung, in welcher sich das flache Material bewegt. Eine örtliche Oberflächenerhöhung oder ein Klebestreifen hebt zuerst Teil 3, wodurch die Kapazität zwischen den Teilen 2 und 4 auf eine kurze Zeit erhöht wird. Eine lange Falte in der Bewegungsrichtung des flachen Materials verursacht eine Kapazitätsänderung nur, während der Anfang der Falte unter Teil 3 vorbeiläuft, deshalb ist diese Anordnung zum Erkennen von langen Falten nicht geeignet.
In Fig. 4 ist 1 ein Abtastglied, 3 sind Kontaktglieder, 4 ist ein Glied aus magnetischem Material, 5 ist ein U-förmiger Magnetkern mit Spulen 6 und 7. Wenn der Abstand zwischen Gliedern 4 und 5 verkleinert wird, dann wird die Selbstinduktion der Spulen 6 und 7 oder die gegenseitige Induktion zwischen den Spulen 6 und 7 erhöht.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel überlappender Anordnung der Abtastglieder.
In Fig. 6 ist 1 das Abtastglied, welches die Kondensatorplatte 2 trägt, 3 ist ein anderes Abtastglied, welches die Kondensatorplatte 4 trägt, 10 ist eine Kondensatorplatte, welche gegenüber den Platten 2 und 4 montiert ist, möglicherweise an einem nicht sichtbaren
Kontaktglied, und die Kapazitäten zwischen Platten 2 und 10 und zwischen 4 und 10 sind gleich gewählt.
-Die Arbeitsweise dieses Beispieles wird am besten anhand der Fig. 7 erläutert, welche eine Brückenschal tung darstellt, in welcher 11 und 12 Widerstände sind,
13 ist die Kapazität zwischen den Platten 2 und 10 der Fig. 6 und 14 ist die Kapazität zwischen den Platten 4 und 10 der Fig. 6. 15 und 16 sind die Kapiazitäten von einem anderen Abtastglied und können zu 13 und 14 parallel geschaltet werden. Wenn Glieder 1 und 3 gleichzeitig im gleichen Masse gehoben werden, dann werden die Kapazitäten 13 und 14 im gleichen Masse geändert und die Spannung zwischen Punkten 18 und
19 ändert sich nicht. Wenn aber nur eines der Glieder gehoben wird, dann werden die Kapazitäten 13 und 14 im gleichen Masse geändert und die Spannung zwi schen Punkten 18 und 19 ändert sich nicht.
Wenn aber nur eines der Glieder gehoben wird, dann werden die Kapazitäten ungleich und die Spannung zwischen Punkten 18 und 19 ändert sich.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung zum Erkennen von
Klebestreifen, welche sich über die ganze Weite des flachen Materials senkrecht zur Bewegungsrichtung erstrecken. Ein Klebestreifen würde in Fig. 1, 2 und 4 die Glieder 1 und 3 gleichzeitig heben und würde deshalb nicht erkannt werden. Man könnte natürlich eine Anordnung treffen, wobei mindestens ein Abtastglied 1 relativ zum Kontaktglied 3 in der Richtung der Bewe gung des flachen Materials verschoben ist. Dann würde ein Klebestreifen z. B. Abtastglied 1 eine kurze Zeit früher heben als Kontaktglied 3 und ein Signal würde erhalten werden.
Eine andere Methode ist in Fig. 8 illustriert. Das Abtastglied 1 ist über das flache Material montiert, welches sich über die Stützfläche 9, in diesem Falle eine Walze, in der Richtung des Pfeiles bewegt. Ein Hilfsabtastglied 17 ist in einer festen Lage relativ zum Abtastglied 1 so montiert, dass es in der Bewegungsrichtung des flachen Materials versetzt ist, und befindet sich einen kleinen Abstand, z. B. 0,1 mm oberhalb der Materialoberfläche. Klebestreifen sind gewöhnlich dikker, zum Beispiel 0,25 mm. Wenn ein Klebestreifen unter dem Glied 17 vorbeiläuft, dann wird Glied 17 und auch Glied 1 gehoben. Man wird ein Signal erhalten, während der Klebestreifen sich vom Glied 17 zum Glied 1 bewegt.
Weiter kann ein justierbares Mittel vorgesehen sein, um eine Änderung in der relativen Lage des Abtastgliedes zum Geberglied in einer vorbestimmten Richtung zu verhindern, aber in der entgegengesetzter Richtung zu gestatten. Das genannte justierbare Mittel kann auf zwei verschiedenen Arten justiert werden. Es kann so justiert werden, dass das Abtastglied das Material berührt, und wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied von der Fläche des Materials weg bewegt, dann ändert sich der Abstand zwischen Abtast glied und Geberglied und ein Signal wird erhalten, aber wenn das Kontaktglied durch eine Oberflächenerhöhung vom Material weg bewegt wird, dann nimmt das Kontaktglied das Abtastglied mit sich, wodurch eine Änderung in der relativen Lage zwischen Abtastglied und Geberglied verhindert wird und kein Signal erhalten wird.
Anderseits kann das genannte justierbare Mittel so justiert werden, dass das Abtastglied sich in einem kleinen Abstand, z. B. 0,012 mm, von der Oberfläche des Materials befindet, wodurch eine direkte Berührung mit dem Material vermieden wird. Das Kontaktglied ist in Berührung mit dem Material und hält den Abstand zwischen der Materialobersläche und dem Abtastglied konstant, unabhängig von eventueller exzentrischer Rotation der Stützrolle oder Änderungen in der Dicke des Materials. Eine Oberflächenerhöhung, welche grösser ist als 0,012 mm, wird das Abtastglied berühren und könnte es relativ zum Geberglied bewegen, wodurch ein elektrisches Signal ausgelöst wird.
Die letztgenannte Methode ist von Vorteil im Falle gewisser gestrichenen Papiersorten, wenn eine direkte Berührung der Papieroberfläche mit dem Abtastglied unerwünscht ist. Da das Kontaktglied bei Erkennung der Oberflächenerhöhungen nicht beteiligt ist und angenommen, dass es ein rotierendes Glied ist, kann es einen genügenden Druck auf das Papier ausüben, um zu versichern, dass es vom Papier mit Sicherheit gedreht wird, ohne zu schlüpfen, und deshalb ist eine Berührung des Papiers mit einem sich drehenden Kon taktglied nicht nachteilig.
Wenn das justierbare Mittel auf die zuletzt beschriebene Art justiert wird, nämlich, dass das Abtastglied in einem kleinen, konstanten Abstand von der Materialoberfläche gehalten wird, ohne sie zu berührt ren, dann kann in Fällen, wenn das flache Material ein schlechter elektrischer Isolator ist, z. B. Papier, das Abtastglied elektrisch isoliert werden, und wenn eine Oberflächenerhöhung am Abtastglied vorbeiläuft, dann verringert eine Berührung der Oberflächenerhöhung mit dem Abtastglied den elektrischen Widerstand zwischen Abtastglied und Erde infolge des elektrischen Widerstandes des Papiers. Dieser Widerstand könnte zwischen einigen Megohm und einigen Hundert Megohm betragen, und wenn das Abtastglied gut isoliert ist, ist die Widerstandsänderung bezeichnend und kann zur Erzeugung eines Signals verwendet werden.
Im letzteren Falle ist es nicht nötig, das Abtastglied zu bewegen, um ein Signal zu erhalten. Die Kraft, welche die Oberflächenerhöhung am Abtastglied ausübt, ist so gerichtet, dass das Abtastglied gedrängt wird, sich relativ zum Geberglied zu bewegen, jedoch ist diese Kraft im Falle einer schlaffen Oberflächenerhöhung nicht ausreichend, um eine tatsächliche Bewegung zu verursachen. Die zwei Wege, um ein Signal zu erhalten, nämlich einerseits, eine Widerstandsänderung durch Berührung des Abtastgliedes mit der Oberflächenerhöhung zu verursachen, und anderseits, eine Bewegung des Abtastgliedes durch die Oberflächenerhöhung zu verursachen, können kombiniert werden.
Diese Kombination der zwei Methoden ist von Vorteil, wenn schlaffe Oberflächenerhöhungen, welche das Abtastglied nicht bewegen können, und Klumpen aus Isoliermaterial, welche infolge guter Isolation durch einen Kontakt allein kein Signal hervorrufen können, jedoch hinreichend hart sind, um das Abtastglied zu bewegen, erkannt werden sollen. Wenn solche Klumpen nicht vorhanden sind, dann kann die Methode der Signalerzeugung durch Widerstands änderung bei leichter Berührung allein verwendet werden.
In Fig. 9 ist 20 ein Teil eines Befestigungsgliedes, welches an einem Balken, in der Figur nicht sichtbar, justierbar montiert ist, 2 ist eine geerdete Kondensator- platte, welche das Abtastglied 1 trägt, 29 ist ein Stück Isoliermaterial, welches Teil 1 vom Teil 2 isoliert, 2 ist in Punkten 24 durch Kreuzstreifen 21 und 22 gelagert, 25 ist ein Geberglied, welches in Punkten 28 durch Kreuzstreifen 26 und 27 gelagert ist und ein Kontaktglied 3 trägt. Eine Kondensatorplatte 4 ist durch Isolatoren 23 am Geberglied 25 montiert, 30 ist ein Befestigungsglied, welches Federstreifen 31 und eine Justierschraube 32 trägt, wobei die Glieder 31 und 32 das genannte justierbare Mittel bilden. Fig. 10 zeigt die Teile 1, 2, 4, 30, 31 und 31 der Fig. 9 in Aufriss.
Das Abtastglied ist in diesem Falle eine stationäre Stange, das Kontaktglied 3 kann jedoch entweder eine stationäre Stange oder ein rotierendes Glied sein.
Im Gebrauch wird das Kontaktglied 3 an die Oberfläche des z. B. zu prüfenden Papiers gesetzt und die Schraube 32 so justiert, dass der Federstreifen 31 das Abtastglied 1 um einen kleinen Betrag, z. B.
0,012 mm, oberhalb der Papieroberfläche hebt. Wenn eine schlaffe Falte unter dem Abtastglied 1 vorbeiläuft, berührt die Falte das Abtastglied, und wenn auch die Kraft, welche von der schlaffen Falte auf das Abtastglied ausgeübt wird, nicht ausreicht, um das Abtastglied tatsächlich zu heben, kann die Berührung des Papiers, welches ein schlechter Isolator ist, mit dem isolierten Abtastglied ein elektrisches Signal auslösen.
Wenn eine harte Falte oder ein Klumpen, welche höher als 0,012 mm sind, unter dem Abtastglied vorbeilaufien, dann wird das Abtastglied von der Papieroberfläche weg bewegt, wodurch der Abstand zwischen den Kondensatorplatten 2 und 4 abnimmt und ein Signal erhalten wird. Wenn es nicht erwünscht ist, schlaffe Falten zu erkennen, dann kann das Isolierstück 29 weggelassen und das Abtastglied 1 unmittelbar am geerdeten Glied 2 montiert werden. Wenn ein Klumpen oder eine Falte unter dem Kontaktglied 3 vorbeiläuft, dann werden die Glieder 3, 4, 30, 31, 1 und 2 gleichzeitig gehoben, so dass der Abstand zwischen den Gliedern 2 und 4 sich nicht ändert und kein Signal erhalten wird.
Gleicherweise, wenn eine rotierende Walze als stützende Fläche benutzt wird und die Walze exzentrisch läuft oder wenn die Dicke des zu prüfenden flachen Materials sich ändert, liegt Kontaktglied 3 beständig an der Oberfläche des Materials und trägt die Glieder 1 und 2 über Streifen 31 so, dass der Abstand zwischen Gliedern 2 und 4 konstant bleibt.
Wenn es nicht erwünscht ist, Klumpen aus Isolierstoff zu erkennen, dann können die Glieder 4 und 23 weggelassen werden. Anstatt einen geringen Abstand, in unserem Beispiel 0,012 mm, zwischen der Materialoberfläche und dem Abtastglied zu haben, kann durch Justierung der Schraube 32 erreicht werden, dass das Abtastglied 1 die Plattenoberfläche gerade berührt. In diesem Falle wird man von einer Isolierung des Abtastgliedes 1 absehen.
Fig. 11 zeigt eine Abänderung des Beispieles von Fig. 9 zur Verwendung von rotierenden Walzen als Glieder 1 und 3. Teil 2 wurde verlängert und zur Aufnahme eines gelagerten Gliedes 1, als Walze ausgebildet, geeignet gemacht. Kontaktglied 3 ist eine kurze Walze von ungefähr gleichem Durchmesser wie Walze 1.
In Fig. 12 ist 66 eine Verstärkerröhre, als Kathodenverstärker geschaltet, 67 ist ein hoher Widerstand, z. B. 500 Megohm, 68 ist ein Kathodenwiderstand, 69 ist der Ausgang, 1 ist das Abtastglied, 8 ist das zu prüfende Papier. Wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied 1 berührt, dann wird infolge der schlechten Isolation des Papiers, die Gitterspannung weniger positiv relativ zur Erde und ein negatives Signal erscheint am Ausgang 69.
In Fig. 13 bezeichnen die Ziffern 1, 3, 8, 9, 29 und 32 die gleichen Teile wie in Fig. 9. 25 ist ein Befesti gungsglied, an welchem das Abtastglied 1 und das .Kontaktglied 3 montiert sind. Diese Anordnung ist von Vorteil in Fällen, wenn die Methode des Erkennens aller Oberflächenerhöhungen durch Verwendung -der Widerstandsänderung bei Berührung des isolierten Abtastgliedes mit der Oberflächenerhöhung zufriedenstellende Resultate gibt. Im Gebrauch werden Kontaktglieder 3, welche in diesen Beispielen als Räder ausgebildet sind, auf das zu prüfende flache Material gelegt.
Die Lage des isolierten Abtastgliedes 1 wird durch Schrauben 32 justiert. Die Schrauben 32 haben z. B. ein Rechtsgewinde, wo sie in Teil 25 eingreifen, und ein Linksgewinde, wo sie in Teil 29 eingreifen. Das Abtastglied 1 wird so justiert, dass ein kleiner Abstand, z. B. 0,012 mm zwischen Abtastglied und Materialoberfläche besteht. Das Befestigungsglied 25 -ist schwenkbar montiert und deshalb berühren die Kontaktglieder 3 stets das zu prüfende flache Material, wenn auch die Rolle 9 exzentrisch läuft oder die Materialdicke Schwankungen unterworfen ist und deshalb bleibt der Abstand zwischen Abtastglied und Materialoberfläche konstant. Eine Oberflächenerhöhung, welche höher ist als 0,012 mm, wird das Abtastglied berühren.
Die Schaltung der Fig. 12 oder irgend eine Schaltung, welche zur Messung hoher Widerstände geeignet ist, kann angewendet werden. Die ie Mittellinien der Teile 1 und 3 können in einer vertikalen Ebene liegen oder die Mittellinie des Kontaktgliedes 3 könnte relativ zum Abtastglied 1 in der Bewegungsrichtung des flachen Materials verschoben sein. Im letztgenannw ten Falle würde ein Klebestreifen das Abtastglied berühren, bevor er die Kontaktglieder erreichen und heben würde, und deshalb ist diese Anordnung zum Erkennen von Klebestreifen geeignet.
Ein weiterer Zweck des Verfahrens ist, zwischen Klumpen und Falten oder Wellen zu unterscheiden und Mittel anzugeben, die Empfindlichkeit des Apparates für Klumpen und für Falten getrennt regulieren zu können. Der Grund hierfür ist, dass oft kleine Klumpen mehr annehmbar sind als feine lange Falten von gleicher Höhe. Z. B. ein Klumpen, welcher weniger als 0,1 mm hoch ist, könnte annehmbar sein, jedoch Falten, welche höher als 0,025 mm sind, müssen erkannt und Papier mit solchen Falten muss als -Ausschuss aussortiert werden. Solche Falten können mehrere Meter lang sein. Daher wird das vom Abtastglied verursachte Signal verstärkt und gleichgerichtet und sind ein oder zwei Gleichspannungs-Ausgänge vorgesehen. Im Falle eines Klumpens ist das Ausgangs signal ein kurzer Gleichspannungspuls.
Im Falle einer Falte könnte der Gleichspannungspuls mehrere Sekunden lang -dauern.
Das eine Gleichspannungsausgangssignal wird zur Erzeugung eines momentanen Signals verwendet, ein ver änderlicher Spannungsteiler kann zur Empfindlichkeitsregulierung verwendet werden und das andere Gleichspannungsausgangssignal wird an zwei Widerstand-Kapazität-Kombinationen oder andere Verzögerungsschaltungen zugeführt, von welchen die eine eine kurze Zeitkonstante besitzt, z. B. weniger als eine Sekunde und die andere eine lange Zeitkonstante besitzt, z. B. mehrere Sekunden. Die letztgenannte Schaltung ist mit Schaltmitteln vorgesehen zur Verkürzung ihrer Zeitkonstante, wobei die genannten Schaltmittel ausgeschaltet werden, wenn das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung langer Zeitkonstante von dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung zur Zeitkonstante in einer vorbestimmten Richtung z. B. mehr positiv verschieden ist.
Mittel sind auch -vorgesehen, um ein kontinuierliches Gleich- oder Wechselspannungssignal zu erzeugen, welches das Ausgangssignal eines Pulsgenerators sein kann, während das Ausgangs signal dier Verzögerungsschaltung langer Zeitkonstante von dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung kurzer Zeitkonstante in einer vorbestimmten Richtung (z. B. mehr positiv) verschieden ist.
Fig. 14 ist ein Beispiel eines Schaltschemas bei Verwendung einer Kapazität als Schaltelement. 64 ist ein Oszillator, 16 ist ein Spannungsteiler, 17, 18, 19, 20, 21, 22 bilden eine Brückenschaltung, 17 ist ein einstellbarer Widerstand, 18 ist ein fixer Widerstand, 19 ist die Kapazität zwischen Kondensatorplatten 3 und 4 einer Sonde oder mehrerer Sonden parallel geschaltet. 20 und 22 sind Kondensatoren, 21 ist ein Widerstand, welcher veränderlich sein kann oder ein mixer Widerstand, dessen Wert durch Probieren gefunden werden kann.
Der Zweck dieses Widerstandes ist, die Phase der Brücke auszugleichen. 23 ist die Eingangsröhre eines Verstärkers. 24 ist ein Widerstand, 25 ist ein Verstärker, 26 und 30 sind Dioden, 27, 28, 31 und 32 sind Widerstände, 29 und 30 sind Kondensatoren, 34 und 35 sind Trioden, 36 und 37 sind Kathodenwiderstände, 38 ist ein Widerstand, 39 ist ein Milliamperemeter, 40 ist ein Anodenwiderstand, 41 ist ein Spannungsteiler als Anodenwiderstand benutzt, 42 und 43 sind Trioden, 44, 45, 46, 47 und 48-sind Widerstände, 9 und 50 sind Kondensatoren, 51 ist ein Spannungsteiler, 52 ist ein veränderlicher Widerstand, 53 ist ein Milliamperemeter, 54 ist ein polarisiertes Relais, vorzugsweise mit Drehspuie und vorzugsweise mit einem Sekundärrelais versehen, 55 ist ein normal geschlossener -Kontakt, durch Relais 54 oder dessen Sekundärrelais betätigt,
56 ist ein normal offener Kontakt, durch Relais 54 oder dessen Sekundärrelais betä .tigt, 57 ist ein Pulsengenerator, 58 ist eine Rechenanlage, 59 ist ein Solenoid, welches die Weiche, nicht dargestellt, betätigt, 60 ist das rotierende Messer eines Querschneiders, 61 und 62 sind Pulse erzeugende Apparate, durch 60 betätigt.
Im Gebrauch wird die Brücke so justiert, dass die Ausgangsspannung nach Verstärkung ungefähr gleich der vom Spannungsteiler 16 abgegriffenen Spannung ist. Wenn dies der Fall ist, dann zeigt das Milliamperemeter 39, welches eine Skala mit mittlerer Nullage besitzt, Null an. Wenn ein Klumpen unter einem der Abtastglieder vorbeifährt, dann ändert sich die Ausgangsspannung der Brücke auf eine kurze Zeit, zum Beispiel 10 Millisekunden, und ein Puls von gleicher Dauer wird vom Spannungsteiler 41 an die Rechenanlage 58 geleitet. Infolge der viel längeren Zeitkonstante des Verzögerungskreises 44-49, z. B. 200 Millisekunden, und der noch längeren Zeitkonstante des Kreises 46, 47, 48, 50, z.
B. 400 Millisekunden, ist die Am pLitude der Signale, welche die Röhren 42 und 43 erreichen, vernachlässigbar klein und kein Signal erreicht das Relais 54. Die Empfindlichkeit für Klumpen kann mit dem Spannungsteiler 41 reguliert werden. Wenn eine Falte unter einem der Abtastgiieder vorbeiläuft, ist das Signal von viel längerer Dauer, länger als z. B.
200 Millisekunden. Es folgt, dass ein Signal die Röhren 42 und 43 erreicht. Es wird angenommen, dass der Widerstand 52 vorher so justiert wurde, dass in Abwes senheit eines Signals der Strom durch das Relais 54 und das Milliamperemeter 53 Null ist.
Am Anfang des Signals ist die Signalamplitude am Gitter der Röhre 42 grösser als am Gitter der Röhre 43, infolge des Unterschiedes der Zeitkonstanten, und das Relais 54 spricht an, öffnet die Kontakte 55 und schliesst die Kontakte 56. Nehmen wir an, dass in diesem Beispiel 46 ein Widerstand von 1 Megohm ist, 47 ist 6000 Ohm (Widerstand 47 könnte weggelassen werden), 48 ist 50000 Ohm und 50 ist 8 Mikrofarad, dann ist die Zeitkonstante 400 Millisekunden mit Kontakten 55 geschlossen und 8 Sekunden mit Kontakten 55 offen. Da die Ansprechzeit des Relais 54 im Vergleich mit 400 Millisekunden gering ist, verursacht ein beständiges Gleichspannungssignal eine Ungleichheit der Gitterspannungen der Röhren 42 und 43 auf die Dauer von ca. 8-10 Sekunden.
Wenn das Signal aufhört, dann entsteht eine Ungleichheit von entgegengesetztem Vorzeichen auf eine kurze Zeit, aber da das Relais 54 polarisiert ist, werden die Kontakte 55 geschlossen und die Kontakte 56 geöffnet. Da die Zeitkonstante jetzt kurz ist, werden die Gitterspannungen der Röhren 42 und 43 schnell ausgeglichen und die Schaltung ist bereit für das nächste Signal. Ein langsames Wandern der Gleichspannungen an der Kathode der Röhre 34 beeinflusst die Abgeglichenheit der Röhren 42 und 43 nicht.
Die pulserzeugenden Geräte 61 und 62 sind so ein gerichtet, dass sie bei jeder Umdrehung des rotierenden Messers 60 zwei Pulse erzeugen. Die Rechenanlage besorgt die richtige Zeitverzögerung, um das Solenoid 59, gerade bevor die Vorderkante des fehlerhaften Blattes die Weiche erreicht, zu betätigen.
In Fig. 15 bezeichnen die Ziffern 16, 23, 24 und 64 die gleichen Teile wie in Fig. 14. 14 und 15 sind Spulen wie in Fig. 4 angedeutet. Der Rest der Schaltung hinter der Röhre 23 kann gleich sein wie in Fig. 14 hinter der Röhre 23. Im Gebrauch werden die Spannungsteiler 16 und 63 so justiert, dass die Spannungen an den Dioden 26 und 30 gleich sind. Wenn dies der Fall ist, zeigt das Instrument 39 den Strom Null an.
Wenn ein Klumpen oder eine Falte unter dem Ab tastglied 1 vorbeiläuft, dann wird die gegenseitige Induktion der Spulen 14-15 erhöht, die Abgeglichenheit der Röhren 34-35 wird gestört und ein Signal wird erhalten. Wenn mehrere Abtastglieder an die gleiche Röhre 23 geschaltet sind, dann können die Primärspulen 14 in Serie geschaltet und ähnlicherweise können die Sekundärspulen 15 in Serie geschaltet sein.
In Fig. 16 bezeichnen die Ziffern 16, 17, 18, 23, 24 und 64 die gleichen Teile wie in Fig. 14. 14 und 15 sind Spulen wie in Fig. 4 angedeutet, aber in diesem Beispiel sind die Spulen in Serie geschaltet. 65 ist eine Induktivität, welche einen Arm der Brückenschaltung 14, 15, 17, 18, 65 bildet. 65 könnte veränderlich sein.
Die Schaltung hinter der Röhre 23 kann gleich sein mit der Schaltung hinter der Röhre 23 in Fig. 14.
Im Gebrauch werden 16 und 17 und, wenn veränderlich, 65 so justiert, dass die Spannungen an den Dioden 26 und 30 gleich sind. Wenn ein Klumpen oder eine Falte unter dem Abtastglied 1 vorbeiläuft, dann wird die Selbstinduktivität der Spulen 14-15 erhöht, die Abgeglichenheit der Röhren 34-35 wird gestört und ein Signal erhalten. Wenn mehrere Abtast glieder an die gleiche Röhre 23 und die e dieser folgende Schaltung geschaltet sind, dann können die Spulen 1P15 dieser Abtastglieder in Serie geschaltet sein.
Es ist klar, dass, je mehr Abtastglieder zum gleichen Verstärker geschaltet werden, umso geringer die Empfindlichkeit jedes einzelnen Abtastgliedes wird.
Wenn das Material weit ist, dann wird es nötig sein, mehr als einen Verstärker zu benutzen. Z. B., wenn 12 Abtastglieder notwendig sind, um die ganze Breite des Materials zu decken, dann könnte man 6 Abtastglieder zu einem Verstärker r und 6 Abtastglieder zu einem zweiten Verstärker schalten, mit zwei getrennten Ein- gangskreislen, zwei Verstärkern 25 und zwei abgeglichenen